西北农林科技大学动物科技学院张俊,王馨怡等:胆汁酸调控动物肠道健康的作用及机制研究进展前言 肠道健康对动物的生长发育和生产性能至关重要。肠道不仅是营养物质消化吸收的场所,也是最大的免疫器官。胆汁酸(BAs)是胆固醇代谢的重要产物,除了促进脂肪消化吸收外,还具有调节糖脂代谢、抗菌抗炎和信号传导等多种生物学功能。胆汁酸通过改善肠道结构形态、维护肠道屏障完整、调节肠道微生物区系平衡以及增强黏膜免疫等功能,促进动物正常生长和提高生产性能。本文综述了胆汁酸对动物肠道健康的调控作用及其机制,为利用胆汁酸调节肠道健康提供理论依据。 1 胆汁酸的结构及分类 胆汁酸是一类具有独特分子结构的两性固醇类化合物,根据来源可分为初级胆汁酸(PBAs)和次级胆汁酸(SBAs)。PBAs在肝脏中合成,而SBAs则由肠道微生物转化而来。胆汁酸的形成部位、核心结构、合成底物及常见形式详见表1。
2 胆汁酸的生物学功能 胆汁酸具有多种生物学功能,包括乳化脂肪、杀菌抗炎、信号传导等。它们通过与特定受体结合,调节全身代谢,如血糖水平、脂肪生成和能量消耗。胆汁酸还通过调节肠道微生物的生长和代谢,间接影响肠道健康。 3 胆汁酸对动物肠道健康的调控作用 3.1 胆汁酸影响肠道物理形态及紧密连接状态 胆汁酸通过增加绒毛高度、降低隐窝深度,促进肠细胞正常增殖,保护肠黏膜免受损伤。它们还通过调节肌球蛋白轻链激酶(MLCK)等关键酶,调控肠上皮细胞间的紧密连接,维持肠道物理屏障的完整性(图1)。
3.2 胆汁酸对肠道黏液屏障的影响 胆汁酸能够显著增加黏蛋白2(MUC2)的表达,促进肠道黏液屏障的稳固。它们还通过调节黏液层中的消化酶、溶菌酶等成分,维持肠道屏障的完整性(图2)。
3.3 胆汁酸与宿主肠道微生物互作以调控肠道健康 3.3.1 肠道微生物修饰以扩大胆汁酸谱 肠道微生物能够将初级胆汁酸转化为次级胆汁酸,增加胆汁酸种类的多样性。表2总结了微生物对胆汁酸的转化作用,包括水解、脱羟基、氧化等过程(表2)。
3.3.2 胆汁酸可改变肠道微生物组成结构 胆汁酸通过直接或间接作用,改变肠道微生物的种类和组成。它们可以抑制病原微生物的生长,促进有益微生物的定植,从而维持肠道健康。 3.4 胆汁酸调节动物肠道免疫系统 胆汁酸通过直接作用于潘氏细胞促进抗菌肽的分泌,或间接作用于胆汁酸受体(如FXR、VDR等),调节免疫细胞的分化和功能,维持肠道免疫系统的稳定(图3)。
4 小结 胆汁酸通过多种机制维持肠道内环境稳定,保护肠道健康,从而提高动物生产性能。然而,胆汁酸改善肠道健康的分子机制仍需进一步解析,尤其是宿主-胆汁酸-肠道微生物互作的研究仍不全面。未来应采用多种动物模型和多组学技术方法,全面解析胆汁酸调节动物肠道健康的机制,为胆汁酸在实际生产中的应用提供理论依据。 来源:王馨怡, 姚军虎, 张霞, 张俊. 胆汁酸调控动物肠道健康的作用及机制研究进展[J]. 畜牧兽医学报
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